Tại sao các phức chất có màu
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| degenerate/dɪˈdʒenəreɪt/ | bậc degeneracy |
| octahedral/ˌɒktəˈhiːdrəl/ | Hình bát diện |
| tetrahedral/ˌtetrəˈhiːdrəl/ | Hình tứ diện |
| complementary colour/ˌkɒmplɪˈmentəri ˈkʌlə/ | màu bổ sung |
| spectrochemical series/ˌspektrəʊˈkemɪkl ˈsɪəriːz/ | dãy quang phổ hóa học |
Nguồn gốc của màu sắc
- Trong ion tự do, năm orbital d là bất biến năng lượng (cùng mức năng lượng).
- Các ligand tách chúng thành hai tập hợp.
- Sự hấp thụ ánh sáng trong khoảng cách năng lượng tạo ra màu sắc mà ta nhìn thấy.
Lối đi màu của phức chất
Theo dõi quá trình hấp thụ ánh sáng từ sự tách orbital d đến màu quan sát được.
Trong một ion kim loại chuyển tiếp tự do, năm orbital d là:
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Chúng bất biến cho đến khi ligand tiến lại và tách chúng thành hai tập hợp.
Các phức chất kim loại chuyển tiếp có màu vì electron d hấp thụ một phần ______ phổ.
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Màu bổ sung được truyền qua.
Sự tách các orbital d
- Các ligand tách các orbital d, cách nhau bởi khoảng cách năng lượng $\Delta E$:
- bát diện: ba orbital thấp hơn + hai orbital cao hơn.
- tứ diện: hai orbital thấp hơn + ba orbital cao hơn.
Trong một phức chất bát diện, các orbital d tách thành:
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Bát diện: 3 thấp + 2 cao; tứ diện thì ngược lại (2 thấp + 3 cao).
Khớp mỗi ý tưởng về lý thuyết màu.
Độ khó 2/5 · 140 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Mỗi mục nối thuật ngữ với ý nghĩa đúng của nó.
Màu sắc chúng ta nhìn thấy
- Một phức chất hấp thụ ánh sáng có tần số khớp với $\Delta E$, kích thích electron lên orbital d cao hơn.
- Chúng ta nhìn thấy màu bổ sung của ánh sáng bị hấp thụ.
- (Một ion d⁰ hoặc d¹⁰ — như Zn²⁺ — không có sự chuyển dịch nào có thể xảy ra, nên nó không màu.)
Màu mà ta nhìn thấy đối với một phức chất là:
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Phức chất hấp thụ ánh sáng có năng lượng ΔE; ta thấy màu bổ sung của những gì đã bị hấp thụ.
Trao đổi ligand làm đổi màu vì các ligand khác nhau:
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Một ligand khác làm thay đổi kích thước sự tách orbital d (ΔE), nên một màu sắc khác được nhìn thấy.
Những yếu tố làm thay đổi màu sắc
- Thay đổi $\Delta E$ thì sẽ thay đổi màu sắc. Ba yếu tố làm thay đổi $\Delta E$:
- ligand (dãy quang phổ học: CN⁻ > NH₃ > H₂O > Cl⁻);
- trạng thái oxi hóa của kim loại (điện tích cao hơn → khoảng cách $\Delta E$ lớn hơn);
- số phối trí / hình học (bát diện so với tứ diện).
Thêm amoniac vào [Cu(H₂O)₆]²⁺ màu xanh nhạt → [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺ màu xanh đậm.
Thay thế H₂O bằng NH₃ có trường mạnh hơn làm mở rộng $\Delta E$, do đó ánh sáng có bước sóng khác bị hấp thụ — và dung dịch thay đổi màu sắc rõ rệt.
Bạn đã nắm vững
- Các orbital d của ion tự do là tương đương; các phối tử phân tách chúng theo một khoảng cách năng lượng $\Delta E$
- bát diện = 3 thấp hơn + 2 cao hơn; tứ diện = 2 thấp hơn + 3 cao hơn
- phức chất hấp thụ ánh sáng có năng lượng khớp với $\Delta E$; ta nhìn thấy màu bổ túc
- $\Delta E$ (và màu sắc) thay đổi tùy theo phối tử, trạng thái oxy hóa và hình học